薄煤层综采工作面设备配套浅析

白 熠

（山西煤炭运销集团 太原有限公司，山西 太原 030000）

1 薄煤层工作面概况

某综采工作面位于井下+973m水平四采区2#煤层，工作面标高950～1026m，该工作面煤层结构简单赋存稳定；煤层厚度在0.40～1.50m，平均厚度1.05m，轨道运输巷一侧较厚，煤层变化较大；煤层倾角0～6°，平均倾角3°.工作面工业储量24.24万t，可采储量23.51万t，回采率97%.回采工艺为倾斜长壁后退式全部垮落综合机械化采煤方法。

该工作面为双巷布置形式，采用“U”型通风系统，轨道运输巷回风，皮带运输巷进风。该工作面切眼长177m，皮带运输巷长1000m，轨道运输巷长964m，两巷及工作面断面均为矩形断面，并采用锚杆、锚索、钢筋梯全锚支护。

2 设备配套选型

工作面割煤采用MG250／600-AWD无链牵引双滚筒采煤机，运煤采用SGZ764／630型双中心链可弯曲刮板输送机（整体铸造封底式）及SZZ-764／200型转载机，支护采用ZT9600／15／30端头支架1架，ZY3600／11／25型液压支架121架；皮带运输巷采用ZCZ-19200／15／30型超前支架1套，轨道运输巷采用单轨吊机车运输。

2.1 超前支架的应用

皮带运输巷超前支护采用ZCZ-19200／15／30型超前支架1套。该支架的使用为超前支护提供了一种全新的、机械化程度较高的支护方式。该套支架主要由金属结构件和液压元件组成。

2.1.1 结构特点

1）超前支护支架放置在转载机两侧，代替传统的单体支柱对巷道进行超前支护，减少了工人劳动强度。

2）超前支架前后放置3组，前部支架通过支座与转载机相连，可实现推转载机和拉前部支架；前部支架与中、后部支架用千斤顶相连接，可实现拉中后部支架；后部支架通过圆环链与端头支架相连接，可实现拉端头支架，这样就解决了推移转载机及超前巷道支护支架和端头架的移架问题。

3）每组超前支护支架分为结构相同的左右两部分，左右顶梁通过3个调架千斤顶相连，左右底座通过1个底调千斤顶相连，可防止支架倒架。

4）支架中部采用四连杆作为稳定机构，前后各铰接一顶梁和底座，前部用2根立柱支撑。超前支架应用平面图见图1.

图1 超前支架应用平面图

2.1.2 主要技术参数

主要技术参数见表1.

表1 超前支架主要技术参数表

2.1.3 超前支架的操作

1）移架前应及时检查支架顶梁、伸缩梁、侧护顶、立柱、千斤等主要构件是否开焊、断裂、变形以及液管、连接销是否脱落、松动。如有异常情况应及时更换。

2）移架前应及时检查支架状态，确保支架不发生歪倒、倾斜。如有倒架现象时，应采取扶架措施，保证支架处于垂直状态。

3）如待移支架发生歪扭，与前一组支架不在同一直线时，应在确保顶板完好的前提下，及时调整支架的侧护顶及底调千斤使其与前一支架成一条直线。

4）移架首先必须保证转载机已拉移（推移）完毕，第一组超前支架及工作面端头架和转载机连接的推拉油缸处于伸出状态。

5）此时第一组支架以转载机为支点，降架并操作支架的收缩手柄后，利用第一组支架和转载机间的推拉油缸进行拉移，待支架移架到位后立即将立柱升紧并打开侧护臂；第二组支架以第一组支架为支点，利用两组支架间的推拉油缸将第二组支架拉到位、升紧并打开侧护臂。

6）工作面端头支架拉移以转载机作为支点，利用端头支架和转载机间的推拉油缸进行拉移，待支架移架到位后将端头支架立柱升紧并打开侧护臂。

7）拉架前分别操纵同组左右超前支架护顶千斤顶收缩使大小侧翻板下摆、操纵立柱降架，使顶梁离开顶板；找好支点后，操纵本组支架和支点间拉移千斤顶收缩，对支架进行拉架，拉架到位后，升立柱支撑顶板、伸护顶千斤顶，使大小侧翻板上翘护顶，增大护顶面积。

2.2 单轨吊机车的应用

DX系列防爆蓄电池电牵引单轨吊机车，是一种以蓄电池为动力源，电力驱动电机带动机车运行的煤矿井下辅助运输设备。

2.2.1 单轨吊机车技术参数

单轨吊机车技术参数见表2.

表2 单轨吊机车技术参数表

2.2.2 单轨吊机车优越性

1）采用防爆逆变调速系统，实现了单轨吊机车的变频调速驱动。

2）采用先进的直接转矩控制方式，实现了单轨吊机车的再生制动。

3）采用以可编程控制器为核心的控制系统，实现了单轨吊机车过程控制和状态监测。

4）采用整体结构优化设计技术，简化了传动结构，便于日常维护。

5）采用快速压力释放系统，缩短了制动距离，提高了系统的安全性能。

2.3 三机型号及技术参数

三机型号及技术参数见表3.

表3 三机型号及技术参数表

3 经济效益与社会效益

采煤装备的更新换代及设备的正确选型配套，在薄煤层开采过程中起到了积极的作用，从传统的普采转变为综采，由原来高强度的体力劳动变为现代化的自动移动控制装置，既安全又易操作，其经济效益和社会效益主要体现在：

1）工作面每个循环产量为359t，每天按8个循环计算，即日产量2872t，相比普采，工效及产量大幅提升，经济效益显著。

2）薄煤层工作面的回采提高了资源的回收率，延长了矿井的服务年限，取得了明显的社会效益。

3）自移超前支架相比单体支柱，其支护面积大，支护强度及支撑高度高，并且能自行移动，既能满足工作面巷道的支护要求，又降低了职工搬运支设单体支柱的劳动强度，效率高，为工作面高效安全生产奠定了基础。

4）单轨吊机车的使用相比绞车运输，其运输能力大，运输速度快，运输效率较高，为工作面的安装节约了时间，缓解了采掘衔接紧张的局势。